武汉工程大学本科毕业设计
τ＝AfHT/LS＝2×0.46×0.6/0.0992＝5.7s（>5s，符合要求） ④、降液管底隙高度h0：
'取降液管底隙处流体流速u0为0.2m/s，则：
h0＝0.0992/(2.2×0.2×2)＝0.113m （3）塔板布置及浮阀数目与排列： 取阀孔动能因子F0＝11，则孔速为： u0＝F0/?V＝11/5.53＝4.68m/s 每层板上浮阀数： N＝
VV13.64??2442个
?d02u0/4???0.039?2?4.68/4取边缘宽度Wc＝0.06m，破沫区宽度Ws＝0.10m，计算塔板上鼓泡区面积，即：Aa
?2?1x???2?1x1??22＝2?xR2?x2? Rsin?2xR?x?Rsin11???180R??180R??其中R＝D/2－Wc＝4.4/2－0.06＝2.14m
x＝D/2－(Wd－Ws)＝4.4/2－(0.3＋0.1)＝1.8m x1=Wd'/2＋WS＝0.2/2＋0.10＝0.20m
*注：Wd'—对于双溢流塔板，中间降液管宽度Wd'一般可取200～300mm，尽量使其截面积A'f等于两侧降液管面积之和。
?1.8??Aa＝2?1.82.142?1.82??1.82sin?1? ?1802.14??
?0.2?? 2?0.22.142?0.22??2.142sin?1? 1802.14?? ＝8.93m2
浮阀排列方式采用等腰三角形叉排，取同一横排的孔心距t＝75mm，估算排间距
t',即：
t'＝Aa/Nt＝8.93/(2442×0.075)＝0.049m，取50mm
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考虑到塔的直径较大，必须采用分块式塔板，而各分块的支撑与衔接也要占去一部分鼓泡区面积，因此排间距不宜采用50，而应小于此值，故取t'为45mm，按t＝75mm，
t'＝45mm，以等腰三角形叉排方式作图，得阀数2450个，按N＝2450重新核算孔速
及阀孔动能因子如下：
u0＝
13.6413.64??4.66m/s 22?d0N/4?(0.037)?2450/4F0=4.32×5.53＝10.9
阀孔动能因子变化不大，仍在9～12范围内。 塔板开孔率＝u/u0＝0.90/4.66×100％＝19.3％
由于处理量的增大，使此浮阀塔的开孔率较一般常压浮阀塔的开孔率为大。 （4）塔高计算： 根据经验值选定： 塔顶空间： 进料段： 塔底空间：
Hd＝1.5m Hf＝2m
Hb＝1.5m（相当于重油在塔底停留3min）
则塔体有效高度为：
H＝Hd＋（n－2）×0.6＋Hf＋Hb＝1.5＋（34－2）＋2.0＋1.5＝24.2m 3.3流体力学验算：
（1）气相通过浮阀塔板的压力降：
hp＝hc＋hl＋hσ
①、干板阻力hc：
先有下式解出临界孔速uoc，即：
19.90.175uoc?L2?Vuoc ?5.34?L2g即:uoc＝1.82573.1?V?1.82573.1?4.1m/s 5.53
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因u0>uoc,所以
2?Vu05.53?4.662hc＝5.34?5.34??0.040m
2?Lg2?811.4?9.81②、板上充气液层阻力hl：
本设备分离液相为油，取充气系数?0＝0.2 则hl＝?0hL＝0.2×0.12＝0.024m ③、液体表面张力hσ： 此阻力很小，忽略不计。
因此hp＝0.040＋0.024＝0.064m（单板压降ΔPP＝hpρLg＝0.064×811.4×9.81＝509Pa）
（2）淹塔：
为防止淹塔现象发生，要求尽量控制降液管中清液层高度：
Hd≤Φ(HT＋hw)
其中Hd＝hp＋hL＋hd
①、气层通过塔板的压强降所相当的液柱高度hp，前以算出hp＝0.064m ②、液体通过降液管的压头损失，因不设进口堰，所以：
?LShd?2?0.153??2lh?w0?0.0992????2?0.153???0.0122m ??2?2.2?0.113??22③、板上液层高度：
前以选定板上液层高度为hL＝0.12m 则Hd＝0.064＋0.0122＋0.12＝0.196m
取Φ＝0.5，又已选定HT＝0.6m，hw＝0.024m，则： Φ(HT＋hw)＝0.5×（0.6＋0.024）＝0.312m 可见Hd<Φ(HT＋hw),符合防止淹塔的要求。 （3）雾沫夹带：
VS泛点率＝
?V?L??V?1.36LSZL?100%
KCFAb
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VS及泛点率＝
?V?L??V?100%
0.78KCFAT板上液体径流长度：ZL＝D－2Wd＝4.4－2×0.3＝3.8m 板上液流面积：Ab＝AT－2Af＝π×4.42/4－2×0.46＝14.28m2 按正常系统取物性系数K＝1.0，查泛点负荷系数图得CF＝0.14则：
13.64?5.530.0992?1.36??3.8811.4?5.532?100%＝69.3％
1.0?0.14?14.285.53811.4?5.53泛点率＝
13.64?泛点率＝
0.78?1.0?0.14??4?100%＝68.1％
?4.42对于大塔，为避免过量雾沫夹带，应控制泛点率不超过80％，根据二式计算出的泛点率都在80％以下，故可知雾沫夹带量能够满足eV<0.1kg(液)/kg(气)的要求。
3.4 塔板负荷性能图：
（1）雾沫夹带上限线：按泛点率＝80％计算VS—LS关系。
VS?L5.53?1.36?S?3.8811.4?5.532?100%＝0.8
1.0?0.14?14.28整理得：0.0828VS＋2.584LS＝1.60 或VS＝19.32－31.2LS （1）
在操作范围内取若干个LS值，依式（1）算出相应的VS值，列如下表3.1中。
表3.1 对应的VS值
LS，m3/s VS，m3/s
0.01 19.01
0.07 17.14
0.13 15.26
（2）液泛线：
2/3L由液泛线表达式：aVS2＝b－cL2－dSS
其中：a＝1.91×105
?V?LN2
＝1.91×105＝
5.53＝0.000217
811.4?(2450)2
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b＝ΦHT＋(Φ－1－?0)＝0.5×0.6＋(0.5－1－0.2)×0.024＝0.281 c＝
0.1530.153?＝2.476 22lwh02.22?0.1132d＝（1＋?0）E
0.6670.667?(1?0.5)?1.14??0.236 2/32LW2.22/3则：0.000217VS2＝0.281－2.476L2S－0.236LS
2/3或VS2＝1295－11410L2S－1087.6LS
（2）
在操作范围内取若干个LS值，依式（2）算出相应的VS值，列如下表3.2中。
表3.2 对应的VS值
LS，m3/s VS，m3/s
0.01 35.26
0.05 33.45
0.07 32.47
0.13 29.69
（3）液相负荷上限线：
以4s作为液体在降液管中停留时间的下限，则： (LS)max＝
2AfHT4?2?0.46?0.63
＝0.138 m/s
4 （3）
（4）泄漏线：以F0作为规定气体最小负荷的标准，则： （VS）min＝
?42d0N5?V??4?(0.039)2?2450?55.53＝6.22 m3/s （4）
（5）液相负荷下限线：以how＝0.006m作为规定最小液体负荷的标准，即：
??LS??3600????2.84??2?min?E?1000?lw????3/22/3 ＝0.006
?0.006?1000?(LS)min＝2×??2.84?1.14???2.2＝0.003 m3/s 3600 （5）
根据式（1）、（2）、（3）、（4）、（5）分别作出塔板负荷性能图上的（1）、（2）、（3）、（4）及（5）共5条线，如附图所示。
由塔板负荷性能图可以看出：
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